【摘要】：多年以來,地震預(yù)報(bào)作為世界性科學(xué)難題仍處于探索階段。而破壞性地震給人類造成的災(zāi)難,使得地震預(yù)報(bào)成為人們長期以來追求并迫切希望有所突破的前沿性課題。對于大震的相關(guān)研究,早已不再局限于地表觀測數(shù)據(jù)。近些年來,地震電離層異常擾動的震例研究引起了廣泛的關(guān)注。本論文應(yīng)用具有統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性的圖像信息(Pattern Informatics,簡稱PI)方法,在對該方法進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)后,選取了三個淺源大震結(jié)合不同的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行長時程的回溯性研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1、獲取日本氣象廳地震目錄資料,針對日本局部地區(qū)(32.0°～46.0°N,136.0°～148.0°E)2000年以來包含3·11東北9.0級大地震在內(nèi)的7.0級以上較大震例等進(jìn)行了多參數(shù)模型下的中長期回溯性預(yù)測檢驗(yàn)研究。模型參數(shù)的主要變量為空間網(wǎng)格尺度(0.5°×0.5°;1.0°×1.0°)和預(yù)測時間窗長(5～10年)。結(jié)合震例的構(gòu)造環(huán)境等從連續(xù)的預(yù)測窗圖像中定性分析“熱點(diǎn)(hotspots)”與地震的相關(guān)關(guān)系,并且從預(yù)測窗圖像中觀察到多數(shù)地震是存在地震熱點(diǎn)的,且相對于其他7.0級以上地震,9級大地震的熱點(diǎn)更為密集和持久。2、以R值評分和ROC檢驗(yàn)方法,定量評估不同參數(shù)模型下PI方法對于地震活動性中長期預(yù)測的效能。從震例的實(shí)踐應(yīng)用中加深對該方法的理解,并且進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法在預(yù)測窗長相對較長和網(wǎng)格尺度相對較大的情況下,對較大震例的中長期預(yù)測具有良好效果。前人應(yīng)用該方法研究大震震例時,目標(biāo)地震中鮮有如此巨大的海溝地震。而不同參數(shù)模型下,對于其他7.0級以上的目標(biāo)地震,存在著一定虛報(bào)和漏報(bào)的情況,這是今后統(tǒng)計(jì)研究的一個重點(diǎn)。3、P1方法的自身特點(diǎn)和可移植性使其能夠被改進(jìn),應(yīng)用于地震電離層異常擾動的震例研究中。應(yīng)用改進(jìn)的PI方法,結(jié)合DEMETER電磁衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料(電子濃度、電子溫度),對瓦努阿圖群島Ms7.3地震(海域地震)和中國四川汶川Ms8.0地震(內(nèi)陸地震),進(jìn)行長時程的回溯性預(yù)測研究。與以往應(yīng)用改進(jìn)的Pl方法結(jié)合電離層物理參量進(jìn)行的震例研究相比,參數(shù)有所調(diào)整,并且針對7.0級以上的2個強(qiáng)震,將其回溯的時程延長為近一年。在長期連續(xù)的異常擾動演化圖中,觀察到對于不同震例,無論是發(fā)生于大洋板塊(俯沖)邊界,亦或是發(fā)生于內(nèi)陸構(gòu)造環(huán)境中的大震,其共性特點(diǎn)是異常擾動在空間分布上并不集中于震中垂直上空,而是偏向于磁赤道方向。4、對于同一個震例,在相同時空參數(shù)下,其電子濃度和電子溫度出現(xiàn)明確區(qū)別于背景場的異常擾動的時段并不完全同步。且對于同一個震例的同一個物理參量,不同時段的異常擾動,其形態(tài)并無重復(fù)性的出現(xiàn)。對于不同震例,雖然出現(xiàn)異常的集中時段距發(fā)震日期并無固定時長,但在臨震前3個月內(nèi)都會出現(xiàn)一次明顯區(qū)別于背景場的異常擾動,并在震前趨于背景值。每個集中時段出現(xiàn)的異常擾動無重復(fù)性、無規(guī)律性,這體現(xiàn)了前兆異常的不易確定,難以定性及定量識別的特點(diǎn)。電離層異常擾動的震例研究,對今后我國自己發(fā)射的電磁衛(wèi)星所接收的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用具有借鑒意義。5、綜合前述的震例研究,論文的最后對比分析了結(jié)合地震目錄資料和衛(wèi)星觀測資料應(yīng)用(改進(jìn)的)PI方法時的差異性,以及應(yīng)用推廣前景的不同。
【圖文】：

于地震活動性的ＰＩ方法研宄提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。逡逑處不再贅述。結(jié)合算法流程圖中可知，從圖２顯逡逑定的參數(shù)有截止震級、目標(biāo)震級ＭＴ，參與計(jì)算逡逑ｘ，滑動步長Ａ／，背景參考時段為心NB，考察時逡逑

逑地震相關(guān)的熱點(diǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和檢驗(yàn)。當(dāng)熱點(diǎn)出現(xiàn)在震中所在網(wǎng)格或其鄰近網(wǎng)格，我們認(rèn)為地震可以被預(yù)逡逑測。以模型４和模型１０的部分預(yù)測窗圖像為例說明目標(biāo)地震及地震熱點(diǎn)的描述方式（見圖３．２，其他模型逡逑的滑動預(yù)測窗圖像見附錄）。圖３．２為８年預(yù)測窗下兩種網(wǎng)格尺度在三個連續(xù)預(yù)測窗口內(nèi)的熱點(diǎn)圖像�？v向逡逑來看，易知（ａ），邋（ｂ），邋（ｃ）三圖為網(wǎng)格尺度在０．５°ｘ0．５°模型下的連續(xù)滑動窗圖像，整體來看目標(biāo)地震附近多數(shù)逡逑，＾１３８°Ｅ邐；４２0邐１＾°邐１３ＴＥ一＿１＾＿邋＿邋１＾邐存在熱點(diǎn)。其中（ｂ），邋（Ｃ）窗口中Ａ／ｗ９．０大地震只在震逡逑Ｉｆ中鄰近網(wǎng)格存在熱點(diǎn)。（ｄ），邋（ｅ），⑴三圖是相對（ａ），逡逑＃邐（ｂ），邋（ｃ）三圖同窗口下網(wǎng)格尺度為１．０°Ｘ邋１．０°時的熱逡逑０邋ｊ邐（，）邐}0。圖中熱點(diǎn)分布更為穩(wěn)定，，但在ｍ＾．ｏ大地震逡逑ｉ°邐＾邋°邐的震中西南方向的目標(biāo)地震周圍無熱點(diǎn)出現(xiàn)。從圖逡逑＇邐３．２中可以直觀看出，多數(shù)預(yù)測窗下的ＰＩ熱點(diǎn)圖像逡逑■■邋（ａ）２００５－２０ｌ２邐＜ｄ）邋２００５－２０１２Ｉ３２０逡逑＾邋７邐。中
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地震預(yù)測研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P315.75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2658548